2014.10.15日以来的一个月，挤破了头、跑断了腿、伤透了心、吃够了全国最大餐饮连锁店——沙县小吃。其中酸甜苦辣，绝不是三言两语能够说得清道的明的。校招的兄弟姐妹们，你们懂得……
体会最深的一句话还是：出来混，迟早要还的。
一个月过去了，迷茫之际有太多无奈，无奈中又夹杂些许庆幸，岁月匆匆，人生不息，奋斗不止。
遵守最初的诺言，继续走我可视化的道路：
上集摘要：一个月博文中大概介绍了可视化的一些常用工具，从可操作性、实用性、交互性等各方面进行了简单的对比和总结，具体参见http://www.cnblogs.com/bigdataZJ/p/VisualizationSoloShow.html，结合自己的需求，挑出了Prefuse和Processing两员大将出来露了一手，详情请见http://www.cnblogs.com/bigdataZJ/p/VisualizationSoloShow2.html
一番角逐之后，Prefuse工具集脱颖而出，其强大的展示效果、开发者友好的API说明文档、丰富的自带Demo无一不让我对其欲罢不能。下面我们来好好分析下Prefuse的强大之处：
1.Prefuse主要特征：
（1）任意数据类型的表格、图和树形数据结构，数据索引、选择查询，有效的内存占用
（2）具有布局、着色、大小、图形编码、扭曲、动画等多个组件
（3）具有交互控制库
（4）支持动画过渡，通过一系列的活动调度机制
（5）支持平移、缩放等视图变换
（6）对于交互过滤数据的动态查询
（7）能够使用可用的搜索引擎进行文本检索
（8）具有布局和动画的力导向模拟引擎
（9）灵活的多视图展现，包括“概述+细节”和“小倍数”显示
（10）内置类SQL语句查询，可以用于编写查询语句实现查询指定字段的数据
（11）提供查询语句到Prefuse数据结构的数据映射的SQL查询
（12）简单、开发者友好的APIs文档
2.Prefuse模型：
（1）prefuse.data包提供了 Table， Graph， Tree等数据结构；提供了一个data tables，他的行使用一个类 Tuple来表示；这个包中，Node和Edge来表示图或者树的一些成员。
作为一种高级特征的工具集，Prefuse提供了一种解释性的表达式语言，该语言可以用来请求Prefuse中的数据结构并根据已有的数据列创建衍生的列数据。表达式语言的功能实现类在prefuse.data.expression包中，文本表达式解析类在ExpressionParser类中。
（2）prefuse.data.io包提供了文件的读写，包括表，图和树的结构，其中，表的格式：CSV和任意分割的文本文件，对于网络，有 GraphML和 TreeML（XML也能）；prefuse.data.io.sql包提供了对SQL数据库的查询，并返回一个prefuse表
（3）可视化抽象是通过将数据添加到Visulization实例中来得到的，它除了包含原始数据外，还建立了一套完整的可视化体系，包括x、y的坐标轴，颜色，大小字体等值，任意的Tuple, Node, 或者 Edge被添加到Visulization实例中时候，相关的VisualItems实例就建立好了，如NodeItem和 EdgeItem就是VisualItems的实例。（也就是说，可视化抽象实现了添加的数据元素与VisualItems之间的映射）
（4）可视化映射工作由Action模块来完成，它是有一系列独立的处理模块组成的，这些模块来完成可视性、布局计算、颜色设定以及任何其他的可视化工作。prefuse.action包以及其子包会提供一系列布局，形变，动画以及可视化编码的工作。
（5）Renderer模块决定了VisualItems的出现情况，Renderers模块负责计算显示区域，即如何将可视化图形绘制在屏幕上。RendererFactory用来对Renderer进行管理，体现在给VisualItems分配适当的Renderer上。
（6）交互工作，Display组建负责完成交互方面的工作，起到一个类似于摄像机的功能，对显示的区域进行选取，缩放。它直接与用户相关。
一个Visualization可以与多个Display实例关联，以实现多视图参数配置，比如“概述+详细”以及小倍数显示视图等。
（7）每个Display实例都支持若干个Controls,他们负责处理Display上鼠标和键盘的action。prefuse.controls包提供了一个预处理的控制器可以用来完成旋转缩放Display的工作，通过prefuse.controls包的子类ControlAdapter可以实现对Display的控制。
（8）最后，prefuse.data.query 包提供了动态查询绑定（？）的功能，这些绑定能够生成合适的用户界面组建，来直接操作这些查询。
3.Prefuse自带Demo---GraphView.java详解
下面是自己在研读Prefuse源码文件夹demos下的GraphView加的一些注释：
//start of class GraphView
public class GraphView extends JPanel {
private static final String graph = "graph";
private static final String nodes = "graph.nodes";
private static final String edges = "graph.edges";
private Visualization m_vis;
public GraphView(Graph g, String label) {
super(new BorderLayout());//在GraphView的构造函数中调用超类的构造方法，并创建布局BorderLayout对象。
// create a new, empty visualization for our data
m_vis = new Visualization();//创建Visualization对象，使用默认的渲染工厂（DefaultRendererFactory）。Visualization类负责管理源数据与可视化组件之间的映射。
// --------------------------------------------------------------------
// set up the renderers
LabelRenderer tr = new LabelRenderer();
tr.setRoundedCorner(8, 8);
m_vis.setRendererFactory(new efaultRendererFactory(tr));//新建标签渲染器并注册到Visualization上，使用的还是DefaultRendererFactory。
// --------------------------------------------------------------------
// register the data with a visualization
// adds graph to visualization and sets renderer label field
setGraph(g, label);// 向Visualization添加图形Graph并为标签域赋值。
// fix selected focus nodes 声明一个数据元组集合，并为该集合添加一个数据元组的监听器
TupleSet focusGroup = m_vis.getGroup(Visualization.FOCUS_ITEMS);
focusGroup.addTupleSetListener(new TupleSetListener() {
public void tupleSetChanged(TupleSet ts, Tuple[] add, Tuple[] rem)
{
for ( int i=0; i<rem.length; ++i )
((VisualItem)rem[i]).setFixed(false);
for ( int i=0; i<add.length; ++i ) {
((VisualItem)add[i]).setFixed(false);
((VisualItem)add[i]).setFixed(true);
}
if ( ts.getTupleCount() == 0 ) {
ts.addTuple(rem[0]);
((VisualItem)rem[0]).setFixed(false);
}
m_vis.run("draw");
}
});//声明一个数据元组集合，并通过匿名内部类的形式为该集合添加一个数据元组的监听器（TupleSetListener），其中ts：变化的数据元组；add：已经加入的元组数组集合；rem：移除的数据集合。
// --------------------------------------------------------------------
// create actions to process the visual data
int hops = 30;
final GraphDistanceFilter filter = new GraphDistanceFilter(graph, hops);
ColorAction fill = new ColorAction(nodes,
VisualItem.FILLCOLOR, ColorLib.rgb(200,200,255));
fill.add(VisualItem.FIXED, ColorLib.rgb(255,100,100));
fill.add(VisualItem.HIGHLIGHT, ColorLib.rgb(255,200,125));
ActionList draw = new ActionList();
draw.add(filter);
draw.add(fill);
draw.add(new ColorAction(nodes, VisualItem.STROKECOLOR, 0));
draw.add(new ColorAction(nodes, VisualItem.TEXTCOLOR, ColorLib.rgb(0,0,0)));
draw.add(new ColorAction(edges, VisualItem.FILLCOLOR, ColorLib.gray(200)));
draw.add(new ColorAction(edges, VisualItem.STROKECOLOR, ColorLib.gray(200)));// 根据设定距离hops新建一个图形距离过滤器类；针对nodes，采取完全填充颜色的方式（FILLCOLOR），并对聚焦点（fixed ）、高亮点（与fixed node相邻的点即highlight）以及剩余点分别赋予不同的颜色表现.将GraphDistanceFilter和ColorAction都注册到声明的ActionList对象上，并同时添加点与边的描边颜色以及填充颜色的ColorAction。
ActionList animate = new ActionList(Activity.INFINITY);
animate.add(new ForceDirectedLayout(graph));
animate.add(fill);
animate.add(new RepaintAction());//声明一个ActionList的animate对象，在该对象上添加布局方式（这里采用力导向布局方法ForceDirectedLayout），并添加上面的ColorAction类的fill对象以及一个重绘图形Action。
// finally, we register our ActionList with the Visualization.
// we can later execute our Actions by invoking a method on our
// Visualization, using the name we've chosen below.
m_vis.putAction("draw", draw);
m_vis.putAction("layout", animate);
m_vis.runAfter("draw", "layout");//将draw和animate注册到m_vis上，后面通过Visualization的方法触发执行每个注册的Action。
// --------------------------------------------------------------------
// set up a display to show the visualization
Display display = new Display(m_vis);
display.setSize(700,700);
display.pan(350, 350);
display.setForeground(Color.GRAY);
display.setBackground(Color.WHITE);
// main display controls
display.addControlListener(new FocusControl(1));
display.addControlListener(new DragControl());
display.addControlListener(new PanControl());
display.addControlListener(new ZoomControl());
display.addControlListener(new WheelZoomControl());
display.addControlListener(new ZoomToFitControl());
display.addControlListener(new NeighborHighlightControl());//通过Display展现Visualization包括：设置画布大小，平移范围，前景背景颜色以及添加聚焦、拖拽、平移、缩放、滑轮、缩放至适合显示、紧邻高亮监听器。
// overview display
// Display overview = new Display(vis);
// overview.setSize(290,290);
// overview.addItemBoundsListener(new FitOverviewListener());
display.setForeground(Color.GRAY);
display.setBackground(Color.WHITE);
// --------------------------------------------------------------------
// launch the visualization
// create a panel for editing force values
ForceSimulator fsim = ((ForceDirectedLayout)animate.get(0)).getForceSimulator();
JForcePanel fpanel = new JForcePanel(fsim);
final JValueSlider slider = new JValueSlider("Distance", 0, hops, hops);
slider.addChangeListener(new ChangeListener() {
public void stateChanged(ChangeEvent e) {
filter.setDistance(slider.getValue().intValue());//只要调节面板上的值有变动就执行下面的run函数，重新布局界面
m_vis.run("draw");
}
});
slider.setBackground(Color.WHITE);
slider.setPreferredSize(new Dimension(300,30));
slider.setMaximumSize(new Dimension(300,30));//设置调节面板的背景颜色、大小
Box cf = new Box(BoxLayout.Y_AXIS);
cf.add(slider);
cf.setBorder(BorderFactory.createTitledBorder("Connectivity Filter"));
fpanel.add(cf);
//fpanel.add(opanel);
fpanel.add(Box.createVerticalGlue());
// create a new JSplitPane to present the interface
JSplitPane split = new JSplitPane();
split.setLeftComponent(display);
split.setRightComponent(fpanel);
split.setOneTouchExpandable(true);
split.setContinuousLayout(false);
split.setDividerLocation(700);//为整张画布布局，包括左边、右边应该呈现什么内容等
// now we run our action list
//m_vis.run("draw");
add(split);
}
public void setGraph(Graph g, String label) {
// update labeling
DefaultRendererFactory drf = (DefaultRendererFactory)
m_vis.getRendererFactory();
((LabelRenderer)drf.getDefaultRenderer()).setTextField(label);
// update graph
m_vis.removeGroup(graph);
VisualGraph vg = m_vis.addGraph(graph, g);
m_vis.setValue(edges, null, VisualItem.INTERACTIVE, Boolean.FALSE);
VisualItem f = (VisualItem)vg.getNode(0);
m_vis.getGroup(Visualization.FOCUS_ITEMS).setTuple(f);
f.setFixed(false);
}
// ------------------------------------------------------------------------
// Main and demo methods
public static void main(String[] args) {
UILib.setPlatformLookAndFeel();
// create graphview
String datafile = null;
String label = "label";
if ( args.length > 1 ) {//如果用户在运行时有参数传值则分别赋值给datafile和label
datafile = args[0];
label = args[1];
}
JFrame frame = demo(datafile, label); //通过调用demo函数完成整个界面的设计布局等，最终呈现一个JFrame
frame.setDefaultCloseOperation(JFrame.EXIT_ON_CLOSE); // 关闭按钮的动作为退出
}
public static JFrame demo() {
return demo((String)null, "label");
}
public static JFrame demo(String datafile, String label) {
Graph g = null;
if ( datafile == null ) {
g = GraphLib.getGrid(15,15);//如果datafile为空，则通过调用图形库GraphLib中的getGrid得到15*15的网状图形，如下图所示
label = "label";
} else {
try {
g = new GraphMLReader().readGraph(datafile);//否则通过指定路径读取datafile文件并转换为图形
} catch ( Exception e ) {
e.printStackTrace();
System.exit(1);
}
}
return demo(g, label);
}
public static JFrame demo(Graph g, String label) {
final GraphView view = new GraphView(g, label);
// set up menu
JMenu dataMenu = new JMenu("Data");//新建菜单栏
dataMenu.add(new OpenGraphAction(view));//注册“打开文件”选项卡
dataMenu.add(new GraphMenuAction("Grid","ctrl 1",view) {//添加网状布局选项卡
protected Graph getGraph() {
return GraphLib.getGrid(15,15);
}
});
dataMenu.add(new GraphMenuAction("Clique","ctrl 2",view) {//添加团状布局选项卡
protected Graph getGraph() {
return GraphLib.getClique(10);
}
});
dataMenu.add(new GraphMenuAction("Honeycomb","ctrl 3",view) {//添加蜂窝状布局选项卡
protected Graph getGraph() {
return GraphLib.getHoneycomb(5);
}
});
dataMenu.add(new GraphMenuAction("Balanced Tree","ctrl 4",view) {//添加平衡树布局选项卡
protected Graph getGraph() {
return GraphLib.getBalancedTree(3,5);
}
});
dataMenu.add(new GraphMenuAction("Diamond Tree","ctrl 5",view) {
protected Graph getGraph() {
return GraphLib.getDiamondTree(3,3,3); //添加钻石树形图布局选项卡
}
});
JMenuBar menubar = new JMenuBar();
menubar.add(dataMenu);//将以上菜单选项注册到menubar菜单栏上
// launch window
JFrame frame = new JFrame("p r e f u s e | g r a p h v i e w");
frame.setJMenuBar(menubar);
frame.setContentPane(view);
frame.pack();
frame.setVisible(true);//添加菜单栏、图形等
frame.addWindowListener(new WindowAdapter() {
public void windowActivated(WindowEvent e) {
view.m_vis.run("layout");
}
public void windowDeactivated(WindowEvent e) {
view.m_vis.cancel("layout");
}
});
return frame;
}
// ------------------------------------------------------------------------
/**
* Swing menu action that loads a graph into the graph viewer.
* 该类主要负责为每一种布局选项配置相应的快捷键
*/
public abstract static class GraphMenuAction extends AbstractAction {
private GraphView m_view;
public GraphMenuAction(String name, String accel, GraphView view) {
m_view = view;
this.putValue(AbstractAction.NAME, name);
this.putValue(AbstractAction.ACCELERATOR_KEY,
KeyStroke.getKeyStroke(accel));
}
public void actionPerformed(ActionEvent e) {
m_view.setGraph(getGraph(), "label");
}
protected abstract Graph getGraph();
}
//该类负责对菜单栏的选项卡的响应
public static class OpenGraphAction extends AbstractAction {
private GraphView m_view;
public OpenGraphAction(GraphView view) {
m_view = view;
this.putValue(AbstractAction.NAME, "Open File...");
this.putValue(AbstractAction.ACCELERATOR_KEY,
KeyStroke.getKeyStroke("ctrl O"));
}
public void actionPerformed(ActionEvent e) {
Graph g = IOLib.getGraphFile(m_view);
if ( g == null ) return;
String label = getLabel(m_view, g);
if ( label != null ) {
m_view.setGraph(g, label);
}
}
public static String getLabel(Component c, Graph g) {
// get the column names
Table t = g.getNodeTable();
int cc = t.getColumnCount();
String[] names = new String[cc];
for ( int i=0; i<cc; ++i )
names[i] = t.getColumnName(i);
// where to store the result
final String[] label = new String[1];
// -- build the dialog -----
// we need to get the enclosing frame first
while ( c != null && !(c instanceof JFrame) ) {
c = c.getParent();
}
final JDialog dialog = new JDialog(
(JFrame)c, "Choose Label Field", true);
// create the ok/cancel buttons
final JButton ok = new JButton("OK");
ok.setEnabled(false);
ok.addActionListener(new ActionListener() {
public void actionPerformed(ActionEvent e) {
dialog.setVisible(false);
}
});
JButton cancel = new JButton("Cancel");
cancel.addActionListener(new ActionListener() {
public void actionPerformed(ActionEvent e) {
label[0] = null;
dialog.setVisible(false);
}
});
// build the selection list
final JList list = new JList(names);
list.setSelectionMode(ListSelectionModel.SINGLE_SELECTION);
list.getSelectionModel().addListSelectionListener(
new ListSelectionListener() {
public void valueChanged(ListSelectionEvent e) {
int sel = list.getSelectedIndex();
if ( sel >= 0 ) {
ok.setEnabled(true);
label[0] = (String)list.getModel().getElementAt(sel);
} else {
ok.setEnabled(false);
label[0] = null;
}
}
});
JScrollPane scrollList = new JScrollPane(list);
JLabel title = new JLabel("Choose a field to use for node labels:");
// layout the buttons
Box bbox = new Box(BoxLayout.X_AXIS);
bbox.add(Box.createHorizontalStrut(5));
bbox.add(Box.createHorizontalGlue());
bbox.add(ok);
bbox.add(Box.createHorizontalStrut(5));
bbox.add(cancel);
bbox.add(Box.createHorizontalStrut(5));
// put everything into a panel
JPanel panel = new JPanel(new BorderLayout());
panel.add(title, BorderLayout.NORTH);
panel.add(scrollList, BorderLayout.CENTER);
panel.add(bbox, BorderLayout.SOUTH);
panel.setBorder(BorderFactory.createEmptyBorder(5,2,2,2));
// show the dialog
dialog.setContentPane(panel);
dialog.pack();
dialog.setLocationRelativeTo(c);
dialog.setVisible(true);
dialog.dispose();
// return the label field selection
return label[0];
}
}
//该类负责调整至适合屏幕显示
public static class FitOverviewListener implements ItemBoundsListener {
private Rectangle2D m_bounds = new Rectangle2D.Double();
private Rectangle2D m_temp = new Rectangle2D.Double();
private double m_d = 15;
public void itemBoundsChanged(Display d) {
d.getItemBounds(m_temp);
GraphicsLib.expand(m_temp, 25/d.getScale());
double dd = m_d/d.getScale();
double xd = Math.abs(m_temp.getMinX()-m_bounds.getMinX());
double yd = Math.abs(m_temp.getMinY()-m_bounds.getMinY());
double wd = Math.abs(m_temp.getWidth()-m_bounds.getWidth());
double hd = Math.abs(m_temp.getHeight()-m_bounds.getHeight());
if ( xd>dd || yd>dd || wd>dd || hd>dd ) {
m_bounds.setFrame(m_temp);
DisplayLib.fitViewToBounds(d, m_bounds, 0);
}
}
}
}
// end of class GraphView
网格视图：
蜂窝状视图：
平衡树型视图：
以上介绍了Prefuse的一些特征，模型结构以及自带Demo GraphView.java的理解，后续会继续研究Prefuse的其他Demo以及主要接口。
本文链接http://www.cnblogs.com/bigdataZJ/p/VisualizationSoloShow3.html
友情赞助
如果你觉得博主的文章对你那么一点小帮助，恰巧你又有想打赏博主的小冲动，那么事不宜迟，赶紧扫一扫，小额地赞助下，攒个奶粉钱，也是让博主有动力继续努力，写出更好的文章^^。
1. 支付宝 2. 微信
